具有谐波分析功能的智能电表的研制

发布时间：2017-05-07 13:04

  本文关键词：具有谐波分析功能的智能电表的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：从70年代开始,电网中的谐波问题就引起了人们的重视。而近年来,因为科技和工业发展的需要,电力系统中接入了越来越多的大容量电弧设备、整流换流设备以及其它非线性负荷。供电系统中谐波电压和谐波电流成分的不断增加,对电网环境造成了严重污染,增加了电力营运企业的经营成本。同时,从90年代开始进军电力系统的智能电表的研制技术逐渐达到了一定的水平,除了基本的电力参数测量之外,逐渐被加入了各种功能,其中谐波分析功能的研制是个热门环节,很多研究机构都在通过不同的方法和技术,来开发智能电表的这项功能。本文主要针对现有的具有谐波分析功能的智能电表,结合它们的优缺点,提出了两种具有谐波分析功能的智能电表的设计方案,分别对两种方案进行了硬件电路的模块化设计,并通过对产品的功能分析设计了软件流程图,对各个子程序进行了软件编程,实现了基本电力参数测量,谐波分析,触摸屏控制及显示,以及串口数据输出等功能。最后,分别对两种方案设计出的样品进行了基本电力参数测量实验和谐波测量实验,并对两种产品的测量精度进行了比较。实验结果表明,两种方案研制出的产品,测量误差大小均符合国家标准。两种方案都具有一定的实用价值,不过要根据成本需要和精度需求,来进行合适的选择。
【关键词】：智能电表 谐波分析 STM32 ADE7880
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.1.1 谐波的概念11
• 1.1.2 谐波分析的必要性11-12
• 1.2 智能电表的研究现状12-13
• 1.2.1 智能电表的常见功能及应用12-13
• 1.2.2 智能电表的谐波分析功能13
• 1.3 本文研究的主要内容13-15
• 2 谐波分析的算法研究15-23
• 2.1 谐波分析的常用算法15-17
• 2.2 一种改进的FFT算法17-22
• 2.2.1 谐波分析中影响分析精度的因素17-19
• 2.2.2 一种改进的FFT算法19-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 基于STM32的设计方案23-35
• 3.1 系统方案23
• 3.2 硬件电路设计23-29
• 3.2.1 主控芯片电路设计23-24
• 3.2.2 实时时钟单元24-25
• 3.2.3 电源电路设计25
• 3.2.4 采样电路及ADC电路设计25-26
• 3.2.5 触摸屏控制电路设计26-28
• 3.2.6 存储单元28-29
• 3.3 软件设计29-34
• 3.3.1 软件设计概述29-30
• 3.3.2 软件流程图30-32
• 3.3.3 DMA中断32-33
• 3.3.4 触摸屏控制33-34
• 3.4 实物展示34
• 3.5 本章小结34-35
• 4 基于STM32+ADE7880的设计方案35-51
• 4.1 电能计量芯片的选择35-39
• 4.1.1 几种常用的谐波电能计量芯片35-38
• 4.1.2 ADE7880芯片介绍38-39
• 4.2 硬件电路设计39-47
• 4.2.1 ADE7880电路设计39-46
• 4.2.2 单片机最小系统及周围电路设计46-47
• 4.3 系统的软件设计47-49
• 4.3.1 单片机的软件设计47-48
• 4.3.2 ADE7880的软件设计48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 5 两种方案的测试结果及对比分析51-57
• 5.1 基本电力参数的测试结果51-54
• 5.2 谐波分析的测试结果54-55
• 5.3 实验结论55-57
• 6 结论57-59
• 6.1 本文研究成果57
• 6.2 后续展望57-59
• 参考文献59-61
• 致谢61-63
• 作者简介及读研期间主要科研成果63

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